Опорный конспект к теме «ацетиленовые углеводороды. Алкины»

 

АЛКИНЫ – непредельные углеводороды, содержащие тройную связь (С ≡ С). Общая формула С_пН_2п-2.

НОМЕНКЛАТУРА: аналогично алкенам, замена ен → ин (иногда используют рациональную на основе ацетилена). Например,

                                        СН₃ – СН – С ≡ СН

                                                    I       

                                                   СН₃ 3- метилбутин – 1.

ИЗОМЕРИЯ: структурная (углеродного скелета и положения тройной связи), СРАВНИ с алкенами - нет пространственной изомерии.

СТРОЕНИЕ: sр – гибридизация, угол между валентными орбиталями 180*. Группа - С ≡ С – имеет линейное строение (σ – связь). Перпендикулярно этой плоскости две взаимноперпендикулярных π – связи образуют компактное облако, => в некоторых реакциях присоединения С ≡ С мало реакционноспосонна (реакции идут в 2 стадии).

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:

1. реакции электрофильного присоединения              + Вг₂    

- галогенирование СН ≡ СН + Вг₂ → СНВг = СНВг --------à СН(Вг)₂ – СН(Вг)₂ (качественная реакция на тройную связь – обесцвечивание

                                                                         + Н₂                                                    бромной воды)

- гидрирование СН ≡ СН + Н₂ → СН₂ = СН₂ -----à СН₃ – СН₃

                                                                                                    +НВг   

 - гидрогалогенирование  СН ≡ СН + НВг → СН₂ = СНВг ---------à СН₃ – СН(Вг)₂               О

                                                                                    Н₂SО₄, Нg²⁺                                                       //         

- гидратация (реакция Кучерова): СН ≡ СН + Н₂О ----------- → {СН₂ = СН – ОН} → СН₃ – С 

                                                                                                                                                         \

                                                                                                                                                            Н

                    (гомологи ацетилена гидратируются по правилу Марковникова и дают после изомеризации кетоны).

2. окисление

- реакция с КмпО₄ в нейтральной или слабощелочной среде

3С₂Н₂ + 8КмпО₄ + 4Н₂О → 3 Н₂С₂О₄ + 8МпО₂ + 8КОН (качественная реакция – обесцвечивание раствора КмпО₄)

- реакция с окислителями в кислой среде

 R₁ – C ≡ C – R₂ + O → R₁ – COOH + R₂ – COOH (смесь карбоновых кислот)

 

3. кислотные свойства (отличие от алкенов)

R – C ≡ CH + NaH→ R – C ≡ CNa + H₂

HC ≡ CH + Ag₂O → AgC ≡ CАg↓ + H₂O (качественная реакция на концевую тройную связь - С≡ СН)

4. полимеризации

-циклическая полимеризация – тримеризация  (600*С) → бензол

- линейная полимеризация – димеризация (80*С) → винилацетилен.

ПРИМЕНЕНИЕ: ацетилен и гомологи ацетилена используются для синтеза многих химических продуктов: пластмасс, каучука, уксусной кислоты.   

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ К ТЕМЕ «АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ»

АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (АРЕНЫ) – органические соединения, в состав которых входит одно или несколько бензольных ядер, критерии ароматичности (правило Хьюккеля) - единая π – электронная система,

                                                                                     - плоский σ-скелет,

                                                                                     - число обобщенных р- электронов равно 4п+2 (п-число циклов, п=0,1,2,3…),=6,10,14…

НОМЕНКЛАТУРА: название заместителя+ бензол

ИЗОМЕРИЯ: положение заместителей (орто-, мета-, пара-).

СТРОЕНИЕ: sр² – гибридизация, каждый атом С образует 3σ – связи, валентный угол 120*, плоская молекула. 6 р – электронов образуют единую π – электронную систему. Ароматическая система характеризуются высокой устойчивостью, => характерны реакции электрофильного замещения.

  

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:

 

1. реакции электрофильного замещения.

- алкилирование (в присутствии безводной соли: А1С1₃, FеС1₃ и т.д.)

-нитрование (в присутствии концентрированной Н₂SО₄)

-сульфирование (условия - Т = 25*С, SО₃)

-галогенирование (в присутствии безводной соли А1С1₃, FеС1₃ и т.д.)

 

2. реакции окисления. Арены устойчивы к окислению.

- в жестких условиях (О₂, V₂О₅, Т = 450*) → малеиновый ангидрид

- в обычных условиях окисление боковой цепи (КМпО₄, Н₂SО₄) → бензойная кислота, СО₂ и Н₂О.

 

3. реакции присоединения

- гидрирование (восстановление) (в присутствии металлических катализаторов Ni, Pt, Pd при Т = 300*С) → циклогексан

- галогенирование  (в отсутствие катализатора, без доступа воздуха, Т = 20*) → гексахлорциклогексан

 

4. реакция боковой цепи – свободнорадикальное замещение (аналогично алканам)

ПРАВИЛА ЗАМЕЩЕНИЯ В ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛА

ЭЛЕКТРОНОДОНОРНЫЕ ЗАМЕСТИТЕЛИ                                              ЭЛЕКТРОНОАКЦЕПТОРНЫЕ ЗАМЕСТИТЕЛИ

(На1-, R-, NH₂-, OH-)                                                                                                (-COH, –COOH, - SO₃H, -NO₂)

способствуют протеканию реакции электрофильного замещения,                  усложняют протекане реакции электрофильного замещения,

вновь вводимый заместитель направляется в орто- и пара -положения           вновь вводимый заместитель направляется в мета -положение                                                                                     

(образуется два изомерных соединений)                                                             (образуется одно соединение)